JPH1077356A - 改善された耐摩耗性をもつ水発泡ポリウレタンスキン層付フォーム - Google Patents

改善された耐摩耗性をもつ水発泡ポリウレタンスキン層付フォーム

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JPH1077356A
JPH1077356A JP9202654A JP20265497A JPH1077356A JP H1077356 A JPH1077356 A JP H1077356A JP 9202654 A JP9202654 A JP 9202654A JP 20265497 A JP20265497 A JP 20265497A JP H1077356 A JPH1077356 A JP H1077356A
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エドモンド・ジエー.・マダジエ
William E Slack
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定の反応混合物からスキン層付フォームを
製造する方法を提供する。 【解決手段】 前記反応混合物のイソシアネートは、ア
ロファネート修飾MDIを含み且つ5〜30%のNCO
含量をもつ安定な液体MDI系プレポリマーからなる。
このイソシアネートはアロファネート修飾MDIとポリ
エーテルポリオールの反応生成物からなる。これらのア
ロファネート修飾イソシアネートプレポリマーから製造
されたスキン層付フォームは、従来のイソシアネートプ
レポリマーに比較して改善された性質と改善されたテー
バー耐摩耗性を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は改善された性質をも
つスキン層付フォーム及びその製造方法に関する。これ
らのフォームはアロファネート修飾MDIを含む安定な
液体MDI系プレポリマーを含むイソシアネートから製
造される。
【0002】
【従来の技術】液体ジフェニルメタンジイソシアネート
と、スキン層付フォームの製造におけるその使用は当該
技術分野で一般に知られている。液体ジフェニルメタン
ジイソシアネートには種々のものがあり、例えばイソシ
アネートプレポリマー、アロファネート基を含むイソシ
アネート、カルボジイミド基を含むイソシアネート、ビ
ウレット基を含むイソシアネート等がある。これらは例
えば米国特許第3,644,457号、4,055,5
48号、4,115,429号、4,118,411
号、4,160,080号、4,261,852号、
4,490,300号、4,738,991号及び4,
866,103号並びに英国特許第994,890号に
記載されている。ポリウレタンから製造したスキン層付
フォームも当該技術分野でよく知られている。これらは
例えば米国特許第3,523,918号、3,726,
952号、3,836,487号、3,925,527
号、4,020,001号、4,024,090号、
4,065,410号、4,305,991号及び5,
166,183号並びにカナダ特許第1,277,47
1号に記載されている。米国特許第3,644,457
号は、ジフェニルメタンジイソシアネート1モルとポリ
−1,2−プロピレンエーテルグリコール0.1〜0.
3モルから誘導される室温で安定な液体イソシアネート
を開示している。
【0003】米国特許第4,055,548号は、メチ
レンビス(フェニル)イソシアネート約65〜85重量
%を含むポリメチレンポリフェニルイソシアネートを分
子量200〜600のポリオキシエチレングリコールと
0.0185〜0.15:1の当量比で反応させること
により得られる液体イソシアネートプレポリマー組成物
を開示している。米国特許第4,115,429号及び
4,118,411号は、指定の2,4−異性体含量を
もつジフェニルメタンジイソシアネートをプロピレング
リコール又はポリ−1,2−プロピレンエーテルグリコ
ールと反応させることにより製造される低温(−5℃程
度)貯蔵安定液体ジフェニルメタンジイソシアネートを
開示している。米国特許第4,261,852号は、
(a)ジフェニルメタンジイソシアネートと750〜3
000のヒドロキシル当量をもつポリオキシプロピレン
ジオール又はトリオールの反応生成物であり、8〜26
重量%のNCO含量をもつ反応生成物90〜50重量%
と、(b)ジフェニルメタンジイソシアネート30〜6
5重量%と残余のポリメチレンポリフェニルポリイソシ
アネートからなるジフェニルメタンジイソシアネート約
10〜50重量%との反応生成物からなる液体ポリイソ
シアネート組成物を開示している。
【0004】米国特許第4,490,300号は、ジフ
ェニルメタンジイソシアネートを側鎖芳香族基をもつ脂
肪族ジオール、例えば2−メチル−2−フェニル−1,
3−プロパンジオール又はフェニル−1,2−エタンジ
オールと反応させることにより誘導される室温で安定な
液体イソシアネートを開示している。米国特許第4,4
90,301号は、ジフェニルメタンジイソシアネート
をトリメチロールプロパンのモノアリルエーテルと反応
させることにより誘導される室温で安定な液体イソシア
ネートを開示している。米国特許第4,738,991
号は、2,4−及び4,4−メチレンジフェニルジイソ
シアネートを含む有機ポリイソシアネートを有機金属触
媒の存在下で多価又は一価アルコールと反応させること
により製造されるアロファネート結合をもつ有機ポリイ
ソシアネートを開示している。その後、無機酸、有機
酸、有機クロロギ酸塩又は有機酸塩化物等の化合物を使
用して触媒を失活させる。この文献は、これらのアロフ
ァネート基を含むイソシアネートから軟質フォームを製
造できることも開示している。全実施例はアロファネー
ト基を含むTDI系イソシアネートに関するものであ
り、そのうちの1実施例のみが高レジリエンス軟質フォ
ームを製造している。
【0005】米国特許第4,866,103号は、RI
M法でエラストマーを製造するのに使用するポリイソシ
アネート組成物を開示している。このポリイソシアネー
ト組成物は、約1.5〜約4の平均官能価と少なくとも
500の平均当量をもつアルコール及び/又はチオール
と、ヒドロキシル及び/又はチオール1当量当たり少な
くとも2当量のジフェニルメタンジイソシアネートの
4,4−及び2,4−異性体を含む有機ポリイソシアネ
ートとの反応生成物である。開示されている反応は、最
初に形成されたウレタン及び/又はチオウレタン基の少
なくとも約20%がアロファネート及び/又はチオアロ
ファネート基に転化されるような条件下で実施される。
イソシアネートを含むアロファネートの別の製造方法は
英国特許第994,890号に開示されており、同特許
は、ウレタン基の完全な反応が達せられるときに理論的
に得られる含量までイソシアネート含量が低下するまで
熱のみ又は金属カルボキシレート、金属キレートもしく
は第3級アミン等の触媒の存在下でウレタンイソシアネ
ートを過剰のジイソシアネートと反応させる反応に関す
る。米国特許第4,160,080号は、アロファネー
トを含み、脂肪族及び/又は脂環式基と結合したイソシ
アネート基の製造方法を開示している。この開示方法で
は、ウレタン基を含む化合物を強酸の存在下で脂肪族及
び/又は脂環式イソシアネート基をもつポリイソシアネ
ートと反応させる。方法は一般に90℃〜140℃の温
度で約4〜20時間実施される。
【0006】特願昭46−99176号は、ジフェニル
メタンジイソシアネートを脂肪族一価アルコールと反応
させることにより液体ジフェニルメタンジイソシアネー
トを製造する方法を開示している。米国特許第4,30
5,991号にはスキン層付フォームとその製造が記載
されている。これらのフォームは、イソシアネート基が
脂肪族及び/又は脂環式基と結合しているポリイソシア
ネートを含む反応混合物から製造される。これらのポリ
イソシアネートは例えばカルボジイミド基、アロファネ
ート基、イソシアヌレート基、ウレトジオン基、ビウレ
ット基等のような付加物を含んでいてもよい。これらの
フォームを製造するために使用される脂肪族イソシアネ
ートは紫外線と熱分解に対する耐性を提供する。米国特
許第5,166,183号もスキン層付フォームについ
て記載している。同特許で使用されているポリイソシア
ネート組成物は約16〜25%のNCO含量をもち、
i)メチレンビス(フェニルイソシアネート)とカルボ
ジイミド基で修飾したメチレンビス(フェニルイソシア
ネート)をブレンドした後、ポリエステルジオールと反
応させて生成物を形成することにより製造されるNCO
含量約16〜22%のイソシアネート10〜100重量
部から構成される。この生成物を次に、ii)メチレン
ビス(フェニルイソシアネート)をポリ−1,2−プロ
ピレンエーテルグリコールと反応させることにより製造
されるNCO含量約18〜25%の修飾イソシアネート
0〜90重量部とブレンドする。プレポリマー中のカル
ボジイミド修飾イソシアネートの存在は凝固点を下げる
のに役立つ。
【0007】米国特許第5,166,183号のスキン
層付フォームは、改善された耐摩耗性を示すと記載され
ている。これは、プレポリマー形成でポリエステルを使
用するためである。しかし、ポリエステルはプレポリマ
ーのコストを増し、ポリエーテルとの混和性(溶解性)
を低下させ、系の処理を困難にする。カルボジイミド修
飾イソシアネートがスキン層付フォームの製造に適した
イソシアネートであることは米国特許第5,342,8
56号にも開示されている。これらのイソシアネートを
イソシアネート反応性成分とカルボン酸亜鉛の脂肪族ポ
リアミン溶液とに反応させる。これらのカルボン酸亜鉛
の脂肪族ポリアミン溶液と水はスキン層付フォームの製
造に不可欠である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水発
泡スキン層付フォームに許容可能な性質をもたらすMD
I系プレポリマーを開発することである。別の目的は、
例えばポリエステル及び/又はカルボジイミド修飾イソ
シアネートから製造したプレポリマーのコストや、トリ
プロピレングリコールから製造したプレポリマーを使用
する場合のボーディネスに伴う問題等の他のスキン層付
フォームの不都合を防ぐことであった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はスキン層付フォ
ームの製造方法と、この方法により製造されたスキン層
付フォームに関する。本方法は、A)アロファネート修
飾MDIを含む安定な液体MDI系プレポリマーと、
B)イソシアネート反応性組成物、C)水を含む発泡剤
及びD)少なくとも1種の触媒との反応混合物を密閉金
型に充填することを特徴とする。安定な液体MDI系プ
レポリマーA)は、5〜30%、好ましくは15〜29
%、より好ましくは18〜27%のNCO含量をもち、
アロファネート修飾MDIを含み、プレポリマーは、 1)i) 炭素原子数16未満、好ましくは9未満の脂
肪族アルコール又は芳香族アルコールを、 ii)約0〜60重量%の2,4’−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、6重量%未満の2,2’−ジフェニ
ルメタンジイソシアネート及び残余の4,4’−ジフェ
ニルメタンジイソシアネートからなるジフェニルメタン
ジイソシアネートと反応させることにより製造されるア
ロファネート修飾MDIと、2)2〜3個のヒドロキシ
ル基を含み且つ約76〜10,000、好ましくは約1
50〜約6,000の分子量をもつポリエーテルポリオ
ールとの反応生成物からなる。
【0010】利用可能なイソシアネート反応性組成物
は、 1)成分B)1)及びB)2)を100重量%として、
少なくとも2個、好ましくは2〜3個のイソシアネート
反応性基を含み且つ約2,000〜約10,000、好
ましくは約4,000〜約6,000の分子量をもつ1
種以上の高分子量有機化合物80〜99重量%、好まし
くは85〜97%と、 2)成分B)1)及びB)2)を100重量%として、
少なくとも2個、好ましくは2〜3個のイソシアネート
反応性基を含み且つ32〜200、好ましくは60〜1
50の分子量をもつ1種以上の低分子量有機化合物1〜
20重量%、好ましくは3〜10重量%からなる。反応
混合物は、C)水を含む発泡剤と、D)少なくとも1種
の触媒も含む。この反応混合物を密閉金型の内側で十分
に反応させてスキン層付フォームを形成し、得られたス
キン層付フォームを金型から取り出す。本発明は上記方
法により製造されたスキン層付フォームにも関する。
【0011】
【発明の実施の形態】利用可能な安定な液体MDI系プ
レポリマーは約5〜30%、好ましくは15〜29%、
より好ましくは18〜27%のNCO含量をもち、アロ
ファネート修飾MDIを含む。これらの安定な液体MD
I系プレポリマーは、1)アロファネート修飾MDIと
2)ポリエーテルポリオールの反応生成物からなる。こ
れらのイソシアネートプレポリマーは公知であり、例え
ばその開示内容を参考資料として本明細書の一部とする
米国特許第5,319,053号に記載されている。
【0012】安定な液体MDI系プレポリマーの製造で
使用するのに適したアロファネート修飾MDI1)は、
(i)炭素原子数16未満、好ましくは9未満の脂肪族
アルコール又は芳香族アルコールと、(ii)約0〜6
0重量%の2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、6重量%未満の2,2’−ジフェニルメタンジイソ
シアネート及び残余の4,4’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネートからなるジフェニルメタンジイソシアネー
トとの反応生成物からなる。脂肪族アルコール(i)と
して使用するのに適した化合物としては、例えば異性ブ
タノール、異性プロパノール、異性ペンタノール、異性
ヘキサノール、シクロヘキサノール、2−メトキシエタ
ノール、2−ブロモエタノール等が挙げられる。アロフ
ァネート修飾プレポリマーの製造で使用するのに適した
芳香族アルコールとしては、例えばフェノール、1−ナ
フトール、m−クレゾール及びp−ブロモフェノールが
挙げられる。好適な脂肪族アルコールは1−ブタノー
ル、1−ペンタノール及び1−プロパノールである。好
適な芳香族アルコールはフェノールとm−クレゾールで
ある。
【0013】ジフェニルメタンジイソシアネートは好ま
しくはMDIの2,4’−異性体約1〜3%と、MDI
の2,2’−異性体0〜1%と、MDIの4,4’−異
性体96〜99%を含む。アロファネート修飾MDI
1)も安定液体であり且つ約15〜29%のNCO含量
をもつことが好ましい。アロファネート修飾MDI1)
と反応させ、アロファネート修飾MDIを含む本発明の
所望の安定液体MDIプレポリマーA)を形成するのに
適したポリエーテルポリオール2)としては、約2〜3
個のヒドロキシル基を含み且つ約76〜約10,00
0、好ましくは約150〜約6,000の分子量をもつ
ポリエーテルポリオールが挙げられる。
【0014】これらのポリエーテルポリオールは、反応
性水素原子を含む出発化合物と、エチレンオキシド、プ
ロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシ
ド、テトラヒドロフラン、エピクロロヒドリン等のアル
キレンオキシド又はこれらのアルキレンオキシドの混合
物との反応により公知方法で得られる。反応性水素原子
を含む利用可能な出発化合物としては、例えばエチレン
グリコール、プロピレングリコール−(1,2)及び
(1,3)、ブチレングリコール−(1,4)及び
(1,3)、ヘキサンジオール−(1,6)、オクタン
ジオール−(1,8)、ネオペンチルグリコール、シク
ロヘキサンジメタノール(1,4−ビスヒドロキシメチ
ルシクロヘキサン)、2−メチル−1,3−プロパンジ
オール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジ
オール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリ
コール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール、ジブチレングリコー
ル、ポリブチレングリコール、グリセリン及びトリメチ
ロールプロパン等の多価アルコール類以外に、水、メタ
ノール、エタノール、1,2,6−ヘキサントリオー
ル、1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエ
タン、ペンタエリトリトール、マンニトール、ソルビト
ール、メチルグリコシド、スクロース、フェノール、イ
ソノニルフェノール、レソルシノール、ヒドロキノン、
1,1,1−又は1,1,2−トリス(ヒドロキシフェ
ニル)エタンが挙げられる。アロファネート基を含む安
定な液体MDI系プレポリマーの製造に好適なポリエー
テルポリオールは、2又は3の官能価と約1,500〜
約6,000の分子量をもち、適当な出発材料をエチレ
ンオキシド、プロピレンオキシド又はその混合物でアル
コキシル化することにより製造されるような化合物であ
る。
【0015】アロファネート基を含む上記液体MDI系
プレポリマーをイソシアネート反応性組成物と反応させ
てスキン層付フォームを形成する。これらのイソシアネ
ート反応性組成物は、B)1)少なくとも2、好ましく
は2〜3個のイソシアネート反応性基を含み且つ約20
00〜約10,000、好ましくは約4,000〜6,
000の分子量をもつ1種以上の有機化合物と、B)
2)少なくとも2、好ましくは2〜3個のイソシアネー
ト反応性基を含み且つ約32〜約200、好ましくは約
60〜約150の分子量をもつ1種以上の有機化合物を
含む。少なくとも2個のイソシアネート反応性基を含み
且つ約2,000〜約10,000の分子量をもつ有機
化合物として使用するのに適しているのは、例えばポリ
ウレタンの製造に知られている型の少なくとも2個のイ
ソシアネート反応性基を含むポリエーテル、ポリエステ
ル、ポリマーポリオール、PHDポリオール(少なくと
も2個のヒドロキシル基を含む比較的高分子量の有機化
合物中のポリ尿素及び/又はポリヒドラゾジカーボンア
ミドの分散液)、ポリチオエーテル、ポリアセタール、
ポリカーボネート及び末端アミン基をもつポリエーテル
である。
【0016】本発明により使用するのに適した高分子量
ポリエーテルは公知であり、例えば、テトラヒドロフラ
ン又はエポキシド(例えばエチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド又は
エピクロロヒドリン)を例えばBF3 又はKOH等の適
当な触媒の存在下で重合させるか、あるいは水、アルコ
ール又はアミン等の反応性水素原子を含む成分にこれら
のエポキシド、好ましくはエチレンオキシド及びプロピ
レンオキシドを混合物として又は順次化学的に加えるこ
とにより得られる。利用可能なアルコール及びアミンの
例としては、後述する低分子量連鎖延長剤、プロピレン
グリコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエ
タノールアミン、水、トリメチロールプロパン、ビスフ
ェノールA、スクロース、アニリン、アンモニア、エタ
ノールアミン及びエチレンジアミンが挙げられる。2又
は3の官能価と約1,500〜約6,000の分子量を
もち、適当な出発材料をエチレンオキシド、プロピレン
オキシド又はその混合物でアルコキシル化することによ
り製造されるポリエーテル類を使用するのが好ましい。
【0017】ポリオール混合物で使用するのに適した低
分子量連鎖延長剤としては、ヒドロキシル基、アミノ基
及びスルフヒドリル基を含み、約32〜約200の分子
量をもつ有機化合物が挙げられる。利用可能な化合物と
しては例えば、ジオール、トリオール、ジアミン、トリ
アミン、ジチオール、トリチオール及びその混合物が挙
げられる。ヒドロキシル基を含む連鎖延長剤が好まし
い。利用可能なヒドロキシル基を含む化合物の例として
は、例えばエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,2−及び1,3−プロパンジオール、1,3
−、1,4−及び2,3−ブタンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピ
レングリコール、ジエチレングリコール(即ちDE
G)、トリエチレングリコール(即ちTEG)、テトラ
エチレングリコール、テトラプロピレングリコール、ヘ
プタプロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロ
パンジオール、1,10−デカンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、並びに2,2,4−トリメチルペンタン
−1,3−ジオール等のグリコール類が挙げられる。好
適連鎖延長剤としては、エチレングリコール、1,4−
ブタンジオール及びジエチレングリコールが挙げられ
る。
【0018】本発明には発泡剤として水も必要である。
例えばペンタン、アセトン、部分又は完全フッ素化炭化
水素類及び塩化メチレン等の他の発泡剤と水を併用する
ことも可能である。但し、水を単独発泡剤として使用す
るほうが好ましい。水を単独発泡剤として使用する場合
には、本発明では組成のポリオール側(B側)を100
重量%として約0.05〜1重量%、好ましくは約0.
35〜0.7重量%の量を使用するのが一般的である。
当然のことながら、上述のように水を他の発泡剤と併用
してもよい。水と別の発泡剤の混合物を本発明で使用す
る場合には、単独発泡剤としての水の上記範囲を上回る
量を用いる。この型の発泡剤混合物は、スキン層付フォ
ームの慣用製造方法に典型的な量で存在する必要があ
る。
【0019】本発明による反応混合物には触媒も存在す
る必要がある。利用可能な触媒としては例えば第3級ア
ミン触媒と有機金属触媒が挙げられる。利用可能な有機
金属触媒の例としては、例えば錫、鉛、鉄、ビスマス、
水銀等の有機金属化合物が挙げられる。好ましい有機錫
触媒としては、例えば酢酸錫、オクタン酸錫、エチルヘ
キサン酸錫、オレイン酸錫、ラウリン酸錫、ジメチル錫
ジラウレート、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジクロ
リド、ジメチル錫ジクロリド、ジブチル錫ジアセテー
ト、ジエチル錫ジアセテート、ジメチル錫ジアセテー
ト、ジブチル錫ジラウレート、ジエチル錫ジラウレー
ト、ジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレエート、
ジメチル錫マレエート、ジオクチル錫ジアセテート、ジ
オクチル錫ジラウレート、ジ(2−エチルヘキシル)錫
オキシド等の化合物が挙げられる。例えばいずれもWi
tco Chemical Corp.から市販されて
いるジブチル錫ジメルカプチド、ジブチル錫ジイソオク
チルメルカプトアセテート、ジメチル錫ジメルカプチ
ド、ジブチル錫ジラウリルメルカプチド、ジメチル錫ジ
ラウリルメルカプチド、ジメチル錫ジイソオクチルメル
カプトアセテート、ジ(n−ブチル)錫ビス(イソオク
チルメルカプトアセテート)及びジ(イソオクチル)錫
ビス(イソオクチルメルカプトアセテート)等の遅延作
用又は熱活性化錫触媒が特に好ましい。参考資料として
本明細書の一部とする米国特許第4,611,044号
に記載されているような鉄ペンタンジオン又はカルボン
酸ビスマス等の遅延作用触媒を使用してもよい。
【0020】本発明に適した熱活性化触媒はアミン塩類
である。これらの触媒は脂肪族及び芳香族第3級アミン
を含む。利用可能な熱活性化アミン塩類としては、例え
ばAir Productsから市販されているDAB
CO 8154、ギ酸ブロックトトリエチレンジアミ
ン、及び他の遅延作用触媒(例えば同様にAir Pr
oductsから市販されているDABCO WTや、
いずれも1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデ
セン−7(即ちPolycat DBU)の酸ブロック
ト形態であり、Air Productsから市販され
ているPolycat SA−1及びPolycat
SA−102)が挙げられる。本発明にはトリアルキル
アミンと複素環式アミンも利用できる。利用可能な化合
物としては例えばトリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジメチル
シクロヘキシルアミン、ジブチルシクロヘキシルアミ
ン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、ジエチルエタノールアミン、エチルジエタノールア
ミン、ジメチルイソプロパノールアミン、トリイソプロ
パノールアミン、トリエチレンジアミン、テトラメチル
−1,3−ブタンジアミン、N,N,N’,N’−テト
ラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テト
ラメチルヘキサンジアミン−1,6、N,N,N’,
N’,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス
(2−ジメチルアミノエトキシ)メタン、N,N,N’
−トリメチル−N’−(2−ヒドロキシエチル)エチル
ジアミン、N,N−ジメチル−N’,N’−(2−ヒド
ロキシエチル)エチレンジアミン、テトラメチルグアニ
ジン、N−メチルピペリジン、N−エチルピペリジン、
N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、1,4
−ジメチルピペリジン、1,2,4−トリメチルピペリ
ジン、N−(2−ジメチルアミノエチル)モルホリン、
1−メチル−4−(2−ジメチルアミノ)ピペリジン、
1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、2−
メチル−1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタ
ンキヌクリジン、1,5−ジアザビシクロ[5.4.
0]−5−ウンデセン、及び1,5−ジアザビシクロ
[4.3.0]−5−ノナンが挙げられる。
【0021】有機金属触媒は通常、組成のポリオール側
(B側)を100重量%として約0.005〜約0.5
重量%、好ましくは約0.02〜0.4重量%の量で使
用される。組成のポリオール側(B側)を100重量%
として約0.05〜約2重量%、好ましくは約0.1〜
0.5重量%の量の第3級アミン触媒又はその塩を使用
すると有利である。組成のポリオール側(B側)を10
0重量%として触媒の合計量を2重量%未満、好ましく
は1重量%未満とするのが好ましい。組成に種々の添加
剤及び/又は助剤を加えてもよい。利用可能な添加剤の
例としては、乳化剤や整泡剤等の界面活性剤が挙げられ
る。これらの添加剤の具体例としては、N−ステアリル
−N’,N’−ビスヒドロキシエチル尿素、オレイルポ
リオキシエチレンアミド、ステアリルジエタノールアミ
ド、イソステアリルジエタノールアミド、ポリオキシエ
チレングリコールモノオレエート、ペンタエリトリトー
ル/アジピン酸/オレイン酸エステル、オレイン酸のヒ
ドロキシエチルイミダゾール誘導体、N−ステアリルプ
ロピレンジアミン及びヒマシ油スルホネート又は脂肪酸
のナトリウム塩が挙げられる。ドデシルベンゼンスルホ
ン酸やジナフチルメタンスルホン酸等のスルホン酸及び
脂肪酸のアルカリ金属又はアンモニウム塩を界面活性剤
として使用してもよい。
【0022】利用可能な整泡剤としては水溶性ポリエー
テルシロキサンが挙げられる。これらの化合物の構造は
一般に、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのコポ
リマーがポリジメチルシロキサン基に結合した構造であ
る。このような整泡剤は米国特許第2,764,565
号に記載されている。界面活性剤以外に、本発明の成形
組成物で使用し得る他の添加剤としては、公知内部用離
型剤、顔料、気泡調節剤、難燃剤、可塑剤、染料、充填
剤及び繊維もしくはフレーク状ガラス又はカーボンファ
イバー等の強化剤が挙げられる。本発明による組成物
は、約95〜105(好ましくは98〜103)のイソ
シアネート指数で慣用処理法を使用して成形することが
できる。「イソシアネート指数」(一般にNCO指数と
も言う)なる用語は、本明細書ではイソシアネート当量
をイソシアネート反応性水素含有材料の合計当量で除し
て100を乗じた数値として定義される。本明細書で使
用する「ポリオール側」又は「B側」なる用語は、イソ
シアネート反応性組成物B)1)及びB)2)、発泡剤
C)、触媒D)、並びにイソシアネートA)との反応前
にこれらの成分と混合した他の任意の添加剤又は助剤を
含む混合物を意味する。
【0023】以下、実施例により本発明の方法を更に詳
細に説明する。以下の開示に記載する本発明は、これら
の実施例により精神又は範囲が制限されるものではな
い。当業者には、下記手順の条件の公知変形を使用でき
ることが容易に理解されよう。特に指定しない限り、全
温度は摂氏であり、部は全て重量部である。
【0024】
【実施例】実施例では以下の材料を使用した。 イソシアネートA: 4,4’−異性体98%及び2,
4’−異性体2%の異性体分布をもつMDI100部を
1−ブタノール3.4部(0.57当量)と反応させて
中間体を生成し、次いでトリプロピレングリコール8.
6部と反応させることにより製造されるNCO含量2
3.4%のアロファネート修飾イソシアネートプレポリ
マー。 イソシアネートB: (4,4’−異性体98%と2,
4’−異性体2%を含む)純モノマーMDI100部を
トリプロピレングリコール15.9部と反応させること
により製造されるNCO含量23%のイソシアネートプ
レポリマー。 ポリオールA: 28のOH価をもち、プロピレンオキ
シド87%とエチレンオキシド13%から製造されるグ
リセリン開始ポリオキシアルキレントリオール。 EG: エチレングリコール 触媒A: Witco CorporationからU
L−1として市販されているジアルキル錫ジメルカプチ
ド触媒。 触媒B: Air Products Inc.からD
abco 33LVとして市販されている第3級アミン
含有触媒。 触媒C: Tylo IndustriesからTop
cat 290として市販されている錫含有触媒。
【0025】実施例ではB側として、ポリオールA10
0部、EG4.79部、触媒A0.053部、触媒B
0.63部、触媒C0.265部、水0.45部を使用
した。実施例では以下の手順を使用してフォームを製造
した。各場合ともKymofoam Type KF−
IS−202発泡機を下記条件下で使用した。 a)A側及びB側の温度はいずれも約30℃とした。 b)金型温度は約50℃とした。 c)処理量は約60g/秒とした。 d)イソシアネート指数は100とした。 20.3cm×20.3cm×2.54cm(8インチ
×8インチ×1インチ)アルミニウムプラック金型に液
体反応混合物を注入し、約3.5分で離型することによ
り、成形品を製造した。成形品の密度、ショアーA硬
度、引張強さ、伸び、ダイC引裂強さ、ブロック引裂強
さ及び耐摩耗性を試験し、結果を表1に報告する。表1
に報告する密度は、成形品の質量(g)を測定し、質量
を金型の体積(cm3 )で除することにより得た。
【0026】実施例A:(比較例) イソシアネートBをNCO指数100で上記B側と反応
させることによりポリウレタンフォームを製造した。実施例B:(比較例) イソシアネートBをNCO指数100で上記B側と反応
させることによりポリウレタンフォームを製造した。
【0027】実施例1:イソシアネートAをNCO指数
100で上記B側と反応させることによりポリウレタン
フォームを製造した。実施例2: イソシアネートAをNCO指数100で上記
B側と反応させることによりポリウレタンフォームを製
造した。実施例3: イソシアネートAをNCO指数100で上記
B側と反応させることによりポリウレタンフォームを製
造した。ショアーA硬度ASTM D−2240、引張
強さASTM D−412、伸びASTM D−41
2、ダイC引裂強さASTM D−624及びD−34
89、ブロック引裂強さASTM D−3574F、テ
ーバー耐摩耗性ASTMD−3489の各ASTM試験
法を使用して各フォームの物性を測定した。
【0028】
【表1】
【0029】以上、例示の目的で本発明を詳細に説明し
たが、以上の説明は単に例示の目的に過ぎず、発明の趣
旨及び範囲内で種々の変形が当業者により可能であり、
発明の範囲は請求の範囲のみに制限されるものと理解さ
れたい。
【0030】以下、本発明の実施態様を要約すれば次の
通りである: 1. A)5〜30%のNCO含量をもち且つアロファ
ネート修飾MDIを含み、 1)i) 炭素原子数16未満の脂肪族アルコール又は
芳香族アルコールを、 ii)約0〜60重量%の2,4’−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、6重量%未満の2,2’−ジフェニ
ルメタンジイソシアネート及び残余の4,4’−ジフェ
ニルメタンジイソシアネートからなるジフェニルメタン
ジイソシアネートと反応させることにより製造されるア
ロファネート修飾MDIと、 2)2〜3個のヒドロキシル基を含み且つ約76〜1
0,000の分子量をもつポリエーテルポリオールとの
反応生成物からなる安定な液体MDI系プレポリマー
と、 B)1)成分B)1)及びB)2)を100重量%とし
て、少なくとも2個のイソシアネート反応性基を含み且
つ約2,000〜10,000の分子量をもつ1種以上
の高分子量有機化合物80〜99重量%と、 2)成分B)1)及びB)2)を100重量%として、
少なくとも2個のイソシアネート反応性基を含み且つ約
32〜約200の分子量をもつ1種以上の低分子量有機
化合物1〜20重量%からなるイソシアネート反応性組
成物と、 C)水を含む発泡剤と、 D)少なくとも1種以上の触媒を含む反応混合物を密閉
金型に充填し、前記反応混合物を十分に反応させ、得ら
れた発泡成形品を金型から取り出すことを特徴とするス
キン層付フォームの製造方法。
【0031】2. 前記安定な液体MDI系プレポリマ
ーが約15〜29重量%のNCO含量をもち、 1)i) 炭素原子数9未満の脂肪族アルコール又は芳
香族アルコールを、 ii)2,4’−異性体約1〜3重量%、2,2’−異
性体約0〜1重量%及び4,4’−異性体約96〜99
重量%を含むジフェニルメタンジイソシアネートと反応
させることにより製造されるアロファネート修飾MDI
と、 2)約150〜約6,000の分子量をもつポリエーテ
ルポリオールとの反応生成物からなる上記第1項に記載
の方法。
【0032】3. 前記脂肪族アルコール1)i)が1
−ブタノール、1−ペンタノール及び1−プロパノール
から構成される群から選択される上記第2項に記載の方
法。 4. 前記芳香族アルコール1)i)がフェノール及び
m−クレゾールから構成される群から選択される上記第
2項に記載の方法。 5. 前記イソシアネート反応性組成物B)が、 1)2〜3個のイソシアネート反応性基を含み且つ約
4,000〜6,000の分子量をもつ1種以上の高分
子量有機化合物と、 2)2〜3個のイソシアネート反応性基を含み且つ約6
0〜約150の分子量をもつ1種以上の低分子量有機化
合物を含む上記第1項に記載の方法。 6.前記安定な液体MDI系プレポリマーのNCO含量
が18〜27重量%である上記第2項に記載の方法。 7.上記第1項に記載の方法により製造されたスキン層
付フォーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08G 101:00) C08L 75:08

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A)5〜30%のNCO含量をもち且つ
    アロファネート修飾MDIを含み、 1)i) 炭素原子数16未満の脂肪族アルコール又は
    芳香族アルコールを、 ii)約0〜60重量%の2,4’−ジフェニルメタン
    ジイソシアネート、6重量%未満の2,2’−ジフェニ
    ルメタンジイソシアネート及び残余の4,4’−ジフェ
    ニルメタンジイソシアネートからなるジフェニルメタン
    ジイソシアネートと反応させることにより製造されるア
    ロファネート修飾MDIと、 2)2〜3個のヒドロキシル基を含み且つ約76〜1
    0,000の分子量をもつポリエーテルポリオールとの
    反応生成物からなる安定な液体MDI系プレポリマー
    と、 B)1)成分B)1)及びB)2)を100重量%とし
    て、少なくとも2個のイソシアネート反応性基を含み且
    つ約2,000〜10,000の分子量をもつ1種以上
    の高分子量有機化合物80〜99重量%と、 2)成分B)1)及びB)2)を100重量%として、
    少なくとも2個のイソシアネート反応性基を含み且つ約
    32〜約200の分子量をもつ1種以上の低分子量有機
    化合物1〜20重量%からなるイソシアネート反応性組
    成物と、 C)水を含む発泡剤と、 D)少なくとも1種以上の触媒を含む反応混合物を密閉
    金型に充填し、前記反応混合物を十分に反応させ、得ら
    れた発泡成形品を金型から取り出すことを特徴とするス
    キン層付フォームの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法により製造された
    スキン層付フォーム。
JP9202654A 1996-07-15 1997-07-14 改善された耐摩耗性をもつ水発泡ポリウレタンスキン層付フォーム Pending JPH1077356A (ja)

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